Берилій (лат. Beryllium), Ве, хімічний елемент II групи періодичної системи Менделєєва, атомний номер 4, атомна маса 9,0122; легкий світло-сірий метал. Має один стабільний ізотоп 9 Ве. Відкритий в 1798 у вигляді окислу BEO, виділеного з мінералу берилу Л. Вокленом . Металевий Би. вперше отримали в 1828 Ф. Велер і А. Бюсси незалежно один від одного. Т. до. деякі солі Б. солодкого смаку, його спочатку називали «глюциній» (від греч.(грецький) glykys — солодкий) або «гліций». Назва Glicinium (знак GI) уживається (поряд з Би.) лише у Франції. Вживання Б. почалося в 40-х рр. 20 ст, хоча його коштовні властивості як компонента сплавів були виявлені ще раніше, а чудові ядерні — на початку 30-х рр. 20 ст
Би. — рідкий елемент, середній вміст його в земній корі 6 10 -4 % по масі. Б. — типовий літофільний елемент, характерний для кислої, сублужної і лужної магми. Відомо близько 40 мінералів Б. Із них найбільше практичне значення має берил, перспективні і частково використовуються фенакит, гельвін, хризоберил, бертрандит (див. Берилієві руди ) .
Фізичні і хімічні властивості. Кристалічна решітка Б. гексагональна щільноупакована з періодами а = 2,855 і с= 3,5840 . Би. легше за алюміній, його щільність 1847,7 кг/м 3 (в Al близько 2700 кг/м 3 ) , t лл 1284°c, t кіп 2450°С.
Би. володіє найбільш високою зі всіх металів теплоємністю, 1,80 кдж/ ( кг . • До ) або 0,43 ккал/ (кг•°С), високою теплопровідністю, 178 вт/ ( м-код • До ) або 0,45 кал/см • сік •° З ) при 50°С, низьким електроопоом, 3,6—4,5 мком • см при 20°С; коефіцієнт лінійного розширення 10,3—131 (25—100°С). Ці властивості залежать від якості і структури металу і помітно міняються з температурою. Модуль подовжньої пружності (модуль Юнга) 300Гн/м 2 (3 . 10 4 кгс/мм 2 ) . Механічні властивості Б. залежать від чистоти металу, величини зерна і текстури, визначуваної характером обробки. Межа міцності Б. при розтягуванні 200—550 Мн/м 2 (20—55 кгс/мм 2 ) , подовження 0,2—2%. Обробка тиском приводить до певної орієнтації кристалів Би., виникає анізотропія, стає можливим значне поліпшення властивостей. Межа міцності у напрямі витягу доходить до 400— 800Мн/м 2 ( 40—80 кгс/мм 2 ) , межа текучості 250—600 Мн/м 2 (25—60 кгс/мм 2 ) , а відносне подовження до 4—12%. Механічні властивості в напрямі, перпендикулярному витягу майже не міняються. Б. — крихкий метал; його ударна в'язкість 10—50 кдж/м 2 (0,1— 0,5 кгс . • м/см 2 ) . Температура переходу Б. з крихкого стану в пластичне 200— 400 °С.
В хімічних сполуках Би. 2-валентний (конфігурація зовнішніх електронів 2s 2 ) . Би. володіє високою хімічною активністю, але компактний метал стійкий на повітрі завдяки утворенню тонкої і міцної плівки окислу BEO. При нагріванні вище 800 °С швидко окислюється. З водою до 100°С Би. практично не взаємодіє. Легко розчиняється в плавиковою, соляною, розбавленою сарною кислотах, слабо реагує з концентрованою сарною і розбавленою азотною кислотами і не реагує з концентрованою азотною. Розчиняється у водних розчинах лугів, утворюючи солі берилати, наприклад Na 2 Beo 2 . При кімнатній температурі реагує з фтором, а при підвищених — з ін. галогенами і сірководнем. Взаємодіє з азотом при температурі вище 650 °С з утворенням нітриду Be 3 N 2 і при температурі вище 1200°С з вуглецем, утворюючи карбід Be 2 C. З воднем практично не реагує у всьому діапазоні температур. Гідрид Би. отриманий при розкладанні беріллійорганічеських з'єднань і стійкий до 240°С. При високих температурах Би. взаємодіє з більшістю металів, утворюючи берілліди ; з алюмінієм і кремнієм дає евтектичні сплави. Розчинність домішкових елементів в Би. надзвичайно мала. Мелкодісперсний порошок Би. згорає в парах сірки, селену, теллура. Розплавлений Би. взаємодіє з більшістю оксидів, нітриду, сульфідів і карбідів. Єдино придатним матеріалом тиглів для плавки Б. служить берилія окисел .
Гідроокис Ве (ВІН) 2 — слабка підстава з амфотернимі властивостями. Солі Б. сильно гігроскопічні і за невеликим винятком (фосфат, карбонат) добре растворіми у воді, їх водні розчини унаслідок гідролізу мають кислую реакцію. Фторид Bef 2 з фторидами лужних металів і амонія утворює фторберіллати, наприклад Na 2 Bef 4 , що мають велике промислове значення. Відомий ряд складних беріллійорганічеських з'єднань, гідроліз і окислення деяких з них протікають з вибухом.
Здобуття і вживання. У промисловості металевий Би. і його з'єднання отримують переробкою берилу в гідроокис Ве (ВІН) 2 або сульфат Bes0 4 . По одному із способів, подрібнений берил спекают з Na 2 Sif 6 , що утворюються фторберіллати натрію Na 2 Bef 4 і Nabef 3 вилуговують з суміші водою; при додаванні до цього розчину NAOH в осад випадає Ве (ВІН) 2 . За іншим способом, берил спекают з вапном або крейдою, спік обробляють сірчаною кислотою; Bes0, що утворюється, 4 вилуговують водою і облягають аміаком Ве (ВІН) 2 . Повніше очищення досягається багатократною кристалізацією Beso 4 , з якого прожаренням отримують BEO. Відомий також розтин берилу хлоруванням або дією фосгену. Подальша обробка ведеться з метою здобуття Bef 2 або Becl 2 .
Металевий Би. отримують відновленням Bef 2 магнієм при 900—1300°С або електролізі Becl 2 в суміші з NACI при 350°С.
Отриманий метал переплавляють у вакуумі. Метал високої чистоти отримують дистиляцією у вакуумі, а в невеликих кількостях — зонною плавкою; застосовують також електролітичне рафінування.
Із-за труднощів здобуття якісних відливань заготівки для виробів з Би. готують методами порошковій металургії . Би. подрібнюють в порошок і піддають гарячому пресуванню у вакуумі при 1140—1180°С. Прутки, труби і ін. профілі отримують витискуванням при 800—1050°С (гаряче витискування) або при 400—500 °С (тепле витискування). Листи з Би. отримують плющенням гарячепресованих заготовок або видавлених смуг при 760—840°С. Застосовують і ін. види обробки — кування, штампування, волочіння. При механічній обробці Б. користуються твердосплавним інструментом.
Поєднання малої атомної маси, малого перетину захвату теплових нейтронів (0,009 барн на атом) і задовільної стійкості в умовах радіації робить Би. одним з кращих матеріалів для виготовлення сповільнювачів і відбивачів нейтронів в атомних реакторах. У Б. вигідно поєднуються мала щільність, високий модуль пружності, міцність, теплопровідність. По питомій міцності Б. перевершує всі метали. Завдяки цьому в кінці 50 — початку 60-х рр. Би. стали застосовувати в авіаційній, ракетній і космічній техніці і гиропріборостроєнії. Проте висока крихкість Би. при кімнатній температурі — головна перешкода до його широкого використання як конструкційного матеріалу.
Деякі берілліди тугоплавких металів розглядаються як перспективні конструкційні матеріали в авіа- і ракетобудуванні. Б. застосовується також для поверхневої беріллізациі стали. З Би. виготовляють вікна рентгенівських трубок, використовуючи його високу проникність для рентгенівських променів (у 17 разів більшу, ніж в алюмінію). Б. застосовується в нейтронних джерелах на основі радію, полонія, актинія, плутонію, т.к. он володіє властивістю інтенсивного випромінювання нейтронів при бомбардуванні а-частками. Б. і деякі його з'єднання розглядаються як перспективне тверде ракетне паливо з найбільш високими питомими імпульсами.
Широке виробництво чистого Б. почалося після 2-ої світової війни. Переробка Б. ускладнюється високою токсичністю летких з'єднань і пилу, що містить Би., тому при роботі з Би. і його з'єднаннями потрібні спеціальні заходи захисту.
Берилій в організмі. Б. присутній в тканинах багатьох рослин і тварин. Вміст Би. у грунтах вагається від 2•10 -4 до 1•10 -3 %; у золі рослин біля 2•10 -4 %. У тварин Би. розподіляється у всіх органах і тканинах; у золі кісток міститься від 5 . 10 -4 до 7 . 10 -3 % Б. Около 50% засвоєного твариною Б. виділяється з сечею, близько 30% поглинається кістками, 8% виявлено в печінці і нирках. Біологічне значення Би. мало з'ясовано; воно визначається участю Б. у обміні Mg і Р в кістковій тканині. При надлишку в раціоні Б., мабуть, відбувається скріплення в кишечнику іонів фосфорної кислоти в незасвоєний фосфат Б. Актівность деяких ферментів (лужної фосфатази, аденозінтріфосфатази) гальмується малими концентраціями Б. Под впливом Би. при недоліку фосфору розвивається не виліковуваний вітаміном D берилієвий рахіт, що зустрічається у тварин в біогеохімічних провінціях, багатих Би.
Літ.: Берилій, під ред. Д. Уайта, Дж. Берка, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1960; Дарвін Дж., Баддері Дж., Берилій, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1962; Силіна Р. Ф., Зарембо Ю. І., Бертіна Л. Е., Берилій, хімічна технологія і металургія, М., 1960; Папіров І. І., Тіхинський Р. Ф., Фізичне металознавство берилія, М., 1968; Еверест Д., Хімія берилія, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1968; Хімія і технологія рідких і розсіяних елементів, т. 2, М., 1969; Самсонов Р. Ст, Хімія беріллідов, «Успіхи хімії», 1966, т. 35, ст 5, с. 779; Гагарін Ст Ст, Берилій як конструкційний матеріал атомної енергетики, «Атомна техніка за кордоном», 1969 №3, с.9; Іжванов Л. А. [і ін.], Берилій — новий конструкційний метал, «Металознавство і термічна обробка металів», 1969 №2, с. 24; Коган Би. І., Капустінськая До. А., Берилій в сучасній техніці, «Кольорові метали», 1967 № 7, с. 105.
